Innowacyjne technologie programowania maszyn CNC w systemie CATIA

FORUM NARZĘDZIOWE OBERON
F
NUMER 01 (42) 2010
N
Innowacyjne technologie programowania maszyn
CNC w systemie CATIA
By w dzisiejszych czasach sprostać coraz większej konkurencji na rynku i jednocześnie ograniczyć koszty związane
z produkcją i jej przygotowaniem, wymagane jest skrócenie
czasu rozwoju produktu oraz jego wdrożenia do produkcji.
Idealnym rozwiązaniem, które może nam pomóc spełnić ten
cel jest system CATIA firmy Dassault Systemes. Dziś nie jest
to już tylko narzędzie do komputerowego wspomagania projektowania a wysoce wyspecjalizowany system do zarządzania całym cyklem życia produktu – od powstania pomysłu do
momentu wykorzystania przez ostatecznego użytkownika.
Jednym z bardzo ważnych etapów powstawania wielu produktów jest obróbka skrawaniem na maszynach CNC. System
CATIA wśród wielu swoich modułów zawiera również narzędzia
automatyzujące przygotowanie procesów obróbczych. Wszystkie z nich są odpowiednio podzielone dzięki czemu w zależności
od wymagań oraz profilu działalności firmy każde rozwiązanie
może być odpowiednio dopasowane do bardzo różnych potrzeb. Konfiguracje są przygotowane w taki sposób by mogły
zaspokoić potrzeby nie tylko dużych przedsiębiorstw ale również małych warsztatów i narzędziowni. Potwierdzeniem tego
jest fakt, iż 80% aktualnych użytkowników rozwiązań CAM
systemu CATIA to firmy zatrudniające nie więcej niż 10 pracowników. Tacy klienci najczęściej wybierają podstawowy pakiet
umożliwiający wczytywanie danych CAD z różnych formatów
wymiany danych i przygotowanie ich obróbki. Dla klientów,
których zapotrzebowanie na funkcjonalności jest większe zostały przygotowane pakiety posiadające bardzo rozbudowane
możliwości projektowania mechanicznego oraz modelowania
bryłowo-powierzchniowego. Oczywiście zawsze można skonfigurować rozwiązanie złożone z dowolnie wybranych modułów.
Cechą odznaczającą moduły CAM CATIA na tle innych
konkurencyjnych produktów to bardzo szybkie generowanie
ścieżek narzędzia, także dla dużych detali o złożonej budowie.
Zaimplementowane algorytmy nie dość, że szybko działają to
po poznaniu ich mechanizmów są bardzo przewidywalne, co
w porównaniu z konkurencyjnymi produktami jest dużym udogodnieniem pracy. Kolejną własnością wartą uwagi jest brak
konieczności przeliczania całej ścieżki od początku po wprowadzeniu zmian, które nie mają wpływu na tor narzędzia.
Wszystkie te cechy eliminują problem wielokrotnego przeliczania ścieżki narzędzia zanim otrzymamy wcześniej zaplanowany efekt. Strategie obróbki są proste w obsłudze i konfiguracji dzięki bardzo intuicyjnemu interfejsowi całego systemu.
Dzięki wielu narzędziom dostarczonym przez Dassault
Systemes automatyzującym pracę, można ograniczyć do minimum potrzebę ustawiania wszelkich parametrów obróbki.
Wcześniej utworzone standardy będą w przyszłości w każdej
chwili dostępne i gotowe do użytku. Po dobraniu odpowiedniej strategii, już w większości skonfigurowanej, wybieramy
narzędzie z naszej biblioteki narzędzi, pozostaje tylko wybór
geometrii, która powinna być obrobiona. Sposobów wyboru
elementu, który chcemy obrabiać jest wiele, mamy możliwość
wyboru pojedynczych powierzchni, ograniczenia okna ob14
róbki krzywą, określenia krzywej prowadzącej narzędzie czy
wskazania konkretnych punktów. Dodatkowo wbudowana
funkcjonalność rozpoznawania cech geometrycznych modelu pozwala na automatyczne dobranie odpowiednich strategii
obróbki oraz narzędzi potrzebnych do obróbki. Wszystkie te
cechy prowadzą to maksymalnej automatyzacji pracy technologów i unikania niepotrzebnych błędów, których naprawienie
pochłania kolejne godziny pracy i zasoby. Jeżeli dodatkowo
w przedsiębiorstwie wdrożony zostanie system PLM oparty
na bazie danych wyeliminowane zostaną wszystkie pomyłki
związane z niedostatecznym przepływem informacji jak np.
brak wiadomości na temat wprowadzonych zmian przez konstruktorów. Praca całego zespołu na wspólnej bazie danych
powoduje, że każdy użytkownik pracuje z najbardziej aktualną wersją produktu a dodatkowo wykorzystując najnowsze rozwiązanie systemu CATIA wielu użytkowników może
pracować jednocześnie na tym samym złożeniu nie blokując
swoją pracą innych użytkowników. Jest to w tej chwili unikatowe rozwiązanie na rynku systemów CAD/CAM/PLM.
rys.1 Wizualizacja ścieżki narzędzia
System CATIA nie tylko pozwala na skrócenie czasu pracy biura technologicznego. Dzięki swoim funkcjom daje
również wiele możliwości na skrócenie czasu samej obróbki. Obok tak oczywistych funkcji jak możliwość generowania modelu materiału resztkowego po kolejnych przejściach
mamy możliwość automatycznej translacji ścieżki z 3 do
5 osi. Dzięki czemu możemy te same powierzchnie obrobić
przy pomocy krótszego narzędzia. Wykorzystanie krótszego narzędzia do zebrania większej ilości materiału powoduje oczywiście, że potrzebujemy mniejszej ilości narzędzi ale
przede wszystkim krótszym narzędziem możemy pracować
na wyższych parametrach dzięki czemu skracamy diametralnie czas obróbki a jakość obrobionej powierzchni jest
o wiele lepsza. Korzyści finansowe dzięki oszczędnościom
związanym z onarzędziowaniem maszyny oraz oszczędnością czasu są łatwe do przeliczenia a dodatkowo dochodzą
NUMER 01 (42) 2010
FORUM NARZĘDZIOWE OBERON
F
N
do tego korzyści związane z mniejszym zużyciem maszyny.
rys.2 Wykres redukcji czasu obróbki przy wykorzystaniu
krótkich narzędzi
Bardzo ważną sprawą związaną z generowaniem symultanicznych ścieżek 5-cio osiowych jest kontrola kolizji narzędzia,
detalu oraz wszystkich ruchomych części maszyny. W tym celu
w systemie zostaje skonfigurowana maszyna wraz z całą swoją kinematyką. W czasie symulacji pracy maszyny wykonywana jest kontrola kolizji. W systemie CATIA został rozwiązany
problem wielokrotnej weryfikacji kodu NC dodatkowymi narzędziami i programami komputerowymi, gdyż pełna kontrola
kolizji oraz weryfikacja kodu NC działa wewnątrz jednego interfejsu. Jest to wielkie udogodnienie biorąc pod uwagę problemy jakie stwarza generowanie poprawnych, i co bardzo ważne,
bezpiecznych ścieżek narzędzia zweryfikowanych w pełnym
środowisku maszyny obróbczej tym bardziej, że obróbka 5-cio
osiowa niesie ze sobą problemy związane z przewidywaniem
dokładnych ruchów maszyny, dlatego też program wygenerowany za pomocą narzędzia CAM musi być najbardziej jak to
tylko możliwe bezpieczny, takie możliwości daje nam właśnie
system CATIA. Zaś dzięki ujednoliconemu interfejsowi, który
zawiera wszystkie potrzebne narzędzia do weryfikacji gotowych programów NC pod względem kolizji rozwiązane zostały
kolejne problemy związane z korektą programów ze względu
np. na zmianę geometrii detalu, bądź narzędzi obróbczych.
rys.4 Przykładowe modele maszyn potrzebne do symulacji
oraz kontroli kolizji
rys.3 Symulacja materiału resztkowego po obróbce.
TBI Technology Sp. z o.o.
Ul. Batorego 7, 47 - 400 Racibórz
tel. 32 777 43 61
mail: [email protected]
www.tbitech.pl
Robert Lasak
Specjalista ds. wdrożeń rozwiązań PLM
Certyfikowany Partner Handlowy producenta systemu CATIA
15